直線(xiàn)電機的基本工作原理
直線(xiàn)電機是將電能直接轉化為直線(xiàn)運動(dòng)機械能而無(wú)需任何中間轉換機構的一種傳動(dòng)裝置??梢暈樾D馬達,可分解徑向并擴散到平面。直線(xiàn)電機的工作原理是什么呢?
直線(xiàn)電機又稱(chēng)線(xiàn)性電機、線(xiàn)性馬達、直線(xiàn)馬達、推桿馬達。常見(jiàn)的直線(xiàn)電機有板式、U型、槽式和管式。線(xiàn)圈通常由三相霍爾元件組成,用于無(wú)刷相位切換。
直線(xiàn)電機清晰地顯示了內部的繞組。磁漿繩和磁軌由環(huán)氧材料制成,線(xiàn)圈用環(huán)氧樹(shù)脂壓制而成。更重要的是,磁軌將磁鐵固定在鋼鐵上。
直線(xiàn)電機通常被簡(jiǎn)單地描述為扁平的旋轉電機,并以同時(shí)的方式工作。壓片機(轉子)采用環(huán)氧樹(shù)脂材料將線(xiàn)圈壓縮而成,磁軌是附著(zhù)在鋼鐵上的磁鐵(通常是高能稀土磁鐵)。電機的執行器包括線(xiàn)圈繞組、霍爾元件電路板、熱敏電阻(溫度傳感器監測溫度)和電子接口。在旋轉電機中,轉子和定子需要由旋轉軸承支撐,以保證相對運動(dòng)部分的氣隙。同時(shí),直線(xiàn)電機也需要一個(gè)直線(xiàn)導軌來(lái)保持執行器在磁軌產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的位置。
與安裝在旋轉伺服電機軸上的編碼器一樣,直線(xiàn)電機需要一個(gè)線(xiàn)性位置反饋裝置,即直線(xiàn)編碼器,它可以直接測量負載的位置,提高負載的位置精度。
由定子演化而來(lái)的邊稱(chēng)為主定子,由轉子演化而來(lái)的邊稱(chēng)為次定子。在實(shí)踐中,主要和次要被制造成不同的長(cháng)度,以確保主要和次要之間的耦合保持在恒定所需的行程范圍。直線(xiàn)電機可以是短主電機,也可以是長(cháng)輔助電機??紤]到制造成本和運行成本,目前普遍采用短一次和長(cháng)二次。
直線(xiàn)電機的工作原理與旋轉電機相似。以直線(xiàn)感應電動(dòng)機為例,當一次繞組連接到交流電源時(shí),在氣隙中產(chǎn)生行波磁場(chǎng)。當二次行波磁場(chǎng)被切斷時(shí),會(huì )感應電動(dòng)勢,產(chǎn)生電流。當電流與氣隙中的磁場(chǎng)相互作用時(shí),會(huì )產(chǎn)生電磁推力。如果主桿是固定的,則副桿在推力作用下沿直線(xiàn)運動(dòng)。相反,初學(xué)者的動(dòng)作是直線(xiàn)的。
直線(xiàn)電機的原理并不復雜。想象一個(gè)旋轉的感應電動(dòng)機沿著(zhù)半徑分裂并變平。這就變成了一個(gè)線(xiàn)性感應電動(dòng)機。在直線(xiàn)電機中,相當于旋轉電機的定子,稱(chēng)為主定子,相當于一個(gè)旋轉電機的轉子,稱(chēng)為二次轉子。主電極在電磁力作用下沿直線(xiàn)運動(dòng)。初級階段要足夠長(cháng)才能達到運動(dòng)需要的位置,而次級階段則無(wú)需足夠長(cháng)。事實(shí)上,直線(xiàn)電機在初級和中級都可以做得很長(cháng),它可以是主要固定的,次要移動(dòng)的,或者次要固定的,主要移動(dòng)的。